夜晚燈光數(shù)據(jù)與中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)性研究

陳善賓

摘要：中國官方發(fā)布的GDP數(shù)據(jù)由于人為因素等原因，學(xué)者對(duì)GDP數(shù)據(jù)的真實(shí)性表示質(zhì)疑。本文利用Arcgis軟件提取夜晚燈光數(shù)據(jù)，驗(yàn)證夜晚燈光數(shù)據(jù)與GDP之間的相關(guān)性關(guān)系，同時(shí)建立模型將夜晚燈光數(shù)據(jù)與GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)以降低人為因素造成的誤差，力求更加客觀反映中國的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)情況。通過對(duì)2002-2006年夜晚燈光數(shù)據(jù)與縣級(jí)GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)，夜晚燈光數(shù)據(jù)與縣級(jí)GDP數(shù)據(jù)具有著顯著的正相關(guān)關(guān)系，表明夜晚燈光數(shù)據(jù)是GDP數(shù)據(jù)的優(yōu)良的替代變量。

關(guān)鍵詞：全球夜晚燈光數(shù)據(jù) 縣級(jí)GDP數(shù)據(jù) 中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

一、引言

中國自改革開放以來，各方面發(fā)展突飛猛進(jìn)，尤其是在經(jīng)濟(jì)方面，2016年官方統(tǒng)計(jì)GDP已經(jīng)突破10萬億美元，成為僅次于美國的第二大經(jīng)濟(jì)體，但是從改革開放以來，對(duì)于官方發(fā)布GDP的質(zhì)疑便不斷地存在，尤其是在亞洲經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)時(shí)，中國官方發(fā)布1997年中國經(jīng)濟(jì)增速為8.8%，這個(gè)數(shù)據(jù)引起了巨大的爭議。對(duì)于中國官方發(fā)布GDP數(shù)據(jù)，一些學(xué)者認(rèn)為雖然官方發(fā)布的GDP存在著一些不足，但是基本符合中國經(jīng)濟(jì)的實(shí)際情況，同時(shí)也有另外一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家表示中國官方GDP數(shù)據(jù)存在著人為因素影響的誤差，GDP數(shù)據(jù)高于實(shí)際的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，不符合中國經(jīng)濟(jì)實(shí)際情況。GDP作為衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，GDP數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確對(duì)于政策制定者與學(xué)者來說都具有著十分重要的意義。

二、數(shù)據(jù)說明及處理

（一）數(shù)據(jù)說明

夜晚燈光數(shù)據(jù)是根據(jù)地球表面夜晚燈光亮度來進(jìn)行對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)進(jìn)行反映的一種數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要通過美國的氣象觀測衛(wèi)星獲得，因此夜晚燈光可以作為人類活動(dòng)的表現(xiàn)形式，因此利用OLS傳感器的特性獲取的夜晚燈光數(shù)據(jù)，可以作為反映經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的良好數(shù)據(jù)來源。美國空軍氣象局（AFWA）負(fù)責(zé)對(duì)早期的OLS數(shù)據(jù)進(jìn)行整理收集，1992年美國地理信息中心（NGDC）成立，開始接替美國空軍氣象局處理OLS數(shù)據(jù)，并且發(fā)布全球夜晚燈光數(shù)據(jù)，全球夜晚燈光數(shù)據(jù)主要包括四種產(chǎn)品，分別是平均可見燈光產(chǎn)品、穩(wěn)定燈光產(chǎn)品、能觀察的無云覆蓋次數(shù)、平均燈光xPct，在這四種數(shù)據(jù)產(chǎn)品中，研究中應(yīng)用最多的是穩(wěn)定燈光產(chǎn)品。

（二）數(shù)據(jù)處理

對(duì)于夜晚燈光數(shù)據(jù)的處理，我們利用Arcgis軟件，對(duì)2002-2006年數(shù)據(jù)進(jìn)行掩膜提取，獲得中國的夜晚燈光數(shù)據(jù)圖，在將數(shù)據(jù)提取到表，獲得夜晚平均亮度數(shù)據(jù)。下圖中表示提取出的中國整體燈光亮度圖，在圖中顏色越白表示燈光亮度越高。從圖中可以看出，中國燈光亮度數(shù)據(jù)與中國地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有著較高的相關(guān)性，在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地方，夜晚燈光亮度較高，而中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)于東部沿海來說經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較差，因此燈光亮度高于西部地區(qū)但低于東部地區(qū)，西部地區(qū)的燈光亮度處于最低的水平。燈光亮度也存在著城市聚集現(xiàn)象，中國亮度最高的地方分別是上海、北京、廣州、深圳，東北地區(qū)主要集中在沈陽、長春、哈爾濱、齊齊哈爾四個(gè)城市，中西部地區(qū)主要集中在重慶、成都、昆明、西安、烏魯木齊等城市。因此中國不僅存在著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡現(xiàn)象，也存在著大城市與小城市、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡現(xiàn)象。

三、夜晚光亮數(shù)據(jù)與縣級(jí)GDP數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性檢驗(yàn)

（一）模型

為了驗(yàn)證夜晚光亮數(shù)據(jù)與縣級(jí)GDP數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，本文選用Henderson et a1.（2012）文章中分析方法，做出如下假設(shè)：

其中，yi代表著每個(gè)地區(qū)的官方發(fā)布的的生產(chǎn)總值GDP，i表示不同的縣（區(qū)）yi*代表著不同的地區(qū)的實(shí)際生產(chǎn)總值GDP，Li代表著夜晚燈光亮度，￡表示計(jì)量模型中的誤差項(xiàng)，a代表著不同地區(qū)實(shí)際生產(chǎn)總值與夜晚燈光亮度之間的系數(shù)。方程（1）表示官方發(fā)布GDP數(shù)據(jù)等于實(shí)際GDP與誤差項(xiàng)兩者之和，方程（2）表示夜晚燈光亮度與實(shí)際GDP兩者之間的關(guān)系。依據(jù)假設(shè)，方程（1）的誤差項(xiàng)￡yi與方程（2）的誤差項(xiàng)εxi是不相關(guān)的。

依據(jù)上述兩個(gè)方程，我們可以設(shè)定地方發(fā)布GDP與夜晚燈光亮度之間關(guān)系的模型如下：

方程（3）中代表了夜晚燈管數(shù)據(jù)與地方發(fā)布GDP之間關(guān)系的模型，其中p代表著夜晚燈光亮度的系數(shù)，表示地方發(fā)布GDP與夜晚燈光亮度之間的相關(guān)程度。

通過計(jì)量模型分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于中國縣級(jí)GDP與夜晚光亮數(shù)據(jù)之間具有著高度相關(guān)性，相對(duì)于其他替代變量比如電力消費(fèi)量、城市化水平、第三產(chǎn)業(yè)所占比重等，夜晚燈光數(shù)據(jù)具有著不受收入、通貨膨脹、統(tǒng)計(jì)誤差等人為因素的影響的優(yōu)良特點(diǎn)，因此夜晚燈光數(shù)據(jù)可以作為客觀反映一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的替代變量。事實(shí)上，已經(jīng)有學(xué)者研究過夜晚燈光亮度與GDP之間的關(guān)系，我們將數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，精確到縣級(jí)的數(shù)據(jù)，支持了夜晚燈光亮度與GDP之間的顯著相關(guān)性關(guān)系。